Энергетические и информационные карактеристики зрительного анализатора

Раздражителем зрительного анализатора является световая энергия, а рецептором — глаз. Зрение позво­ляет воспринимать форму, цвет, яркость и движение предметов. Человек-оператор около 90% всей инфор­мации получает посредством зрения. Большое значе­ние для нормальной деятельности имеет подготовка зрения к предметному видению. Под ней понимается совокупность биологических функциональных механиз­мов, обеспечивающих наилучшее для данных условий зрительное восприятие. Подготовка зрения осуществ­ляется по типу безусловного рефлекса, автоматически; важную роль при этом играют адаптация, аккомода­ция и конвергенция — дивергенция зрения.

Адаптация зрения — приспособление органа зре­ния к разным световым условиям; осуществляется путем регулирования чувствительности фоторецепторов сетчатки глаза и величины зрачка (зрачковый рефлекс), обеспечивающего нужное количество поступающего в глаз света. В результате адаптации устанавливаются оптимальные для данных световых условии соотноше­ния между чувствительностью фоторецепторов и силой светового потока, попадающего на сетчатку. Перегруз­ка механизма адаптации зрения вызывает утомление, снижение производительности и качества труда. Так, при сильном слепящем эффекте наступает резкое ос­лабление или потеря способности видеть в течение нескольких секунд или минут, что может создавать аварийные ситуации.

Аккомодация — регулирование силы преломляюще­го аппарата глаза, обеспечивающее четкое изображение рассматриваемого предмета на сетчатке при дистанции наблюдения от ближайшей точки ясного видения до 6 м; осуществляется за счет работы аккомодационной мыш­цы, изменяющей кривизну хрусталика глаза как двояко­выпуклой линзы. Врожденные или возникающие с воз­растом нарушения аккомодации могут частично или полностью исправляться дополнительно линзами (очка­ми). Недостатки организации рабочего места, вызываю­щие частую переаккомодацию, приводят к неприятным субъективным ощущениям и утомлению.

Конвергенция — дивергенция — регулирование направления зрительных осей на рассматриваемый предмет, в результате чего достигается согласование места проекционного изображения на сетчатках обоих глаз и исключается «двоение» зрительного образа. Конвергенция — сведение зрительных осей к средней линии. Дивергенция — разведение зрительных осей при увеличении дистанции наблюдения. Конверген­ция — дивергенция зрения обеспечивается работой мышц глазных яблок и осуществляется одновременно с аккомодацией. При затрудненных условиях зритель­ной работы, а также при нарушении координации в работе мышц глазных яблок (заболевания, травма) может возникать диплопия — «двоение в глазах».

Рис. 11.2. Классификация характеристик зрительного анализа.

Возможность зрительного восприятия определяет­ся энергетическими, пространственными, временны­ми и информационными характеристиками сигналов, поступающих к оператору. Совокупность этих харак­теристик и их численные значения определяют види­мость объекта (сигнала) для глаза. В соответствии с названными характеристиками сигналов целесообраз­но рассмотреть четыре группы характеристик зритель­ного анализатора (рис. 11.2).

Энергетические характеристики зрительного ана­лизатора определяются мощностью (интенсивностью) световых сигналов, воспринимаемых глазом. К ним относятся: диапазон яркостей, воспринимаемых глазом, контраст, цветоощущение.

Световой поток, излучаемый источником или от­ражаемый светящейся поверхностью, попадая в глаз наблюдателя, вызывает зрительное ощущение. Оно будет тем сильнее, чем больше плотность светового потока, излучаемого или отражаемого по направлению к глазу. Следовательно, источник света или освещен­ный предмет будет тем лучше виден, чем большую силу света излучает каждый элемент поверхности в направлении глаза. Яркостью предмета называется величина светящейся поверхности, определяемая по ее излучению в данном направлении

(11.3)

где J — сила света, т. е. световой поток, излучаемый на единицу телесного угла; S — величина светящейся поверхности; — угол, под которым рассматривается поверхность.

Единицей яркости является кандела на 1 кв. м (кд/м²). Яркость в 1 кд/м² обладает равномерно светя­щаяся плоская поверхность, излучающая в перпенди­кулярном к ней направлении свет силой 1 кд на каж­дый квадратный метр. Яркость является основной характеристикой света. Величиной яркости определя­ется величина нервных импульсов, возникающих в сетчатке глаза.

В общем случае яркость предмета определяется двумя составляющими — яркостью излучения и ярко­стью за счет внешней засветки (яркостью отражения):

(11.4)

Яркость излучения определяется мощностью ис­точника света и его светоотдачей. Вторая же состав­ляющая формулы (11.4) определяется уровнем осве­щенности данной поверхности и ее отражающими свойствами:

(11.5)

где Е — освещенность поверхности, лк; г — коэффици­ент отражения поверхности.

Таблица 11.2